(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと；
該液晶パネルに該データ信号を供給するデータドライバーと；
該液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと；
入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分して１つのヒストグラムを求め、該ヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成し、該ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する画質改善部と；
該第２データを該データドライバーに供給するとともに、該データドライバー及び該ゲートドライバーを制御するタイミングコントローラと；
該液晶パネルに光を照射するバックライトと；
該明るさ制御信号によって該バックライトを駆動するインバータと；を備え、
該画質改善部は、該第１データを使用して該第２データを生成するデータ変調手段を含み、
該データ変調手段は、
該第１データを輝度成分及び色差成分に分離するための輝度／色分離部と；
該第１データの輝度成分を複数の段階に区分して該ヒストグラムを求め、該ヒストグラムの平均値を用いて該ヒストグラムの各々の段階について輝度成分の数及び輝度成分の傾きを分析するヒストグラム分析部と；
該輝度成分の数及び輝度成分の傾きを用いて、該ヒストグラムの各々の段階について該輝度成分の明暗対比を拡張して変調輝度成分を生成するヒストグラム変調部と；
該ヒストグラム変調部で該変調輝度成分が生成されるまで、該色差成分を遅延させて遅延色差成分を生成する遅延部と；
該変調輝度成分及び遅延色差成分をミキシングして該第２データを生成する輝度／色ミキシング部と；を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該画質改善部は、
該データ変調手段の制御によって該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成するためのバックライト制御手段と、
外部から、第１水平方向同期信号及び垂直方向同期信号、第１クロック信号、及び第１データイネーブル信号の入力を受け、入力を受けた該第１水平方向同期信号及び垂直方向同期信号、該第１クロック信号、及び第１データイネーブル信号を該第２データに同期するように変更して該タイミングコントローラに供給する制御部と；を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該ヒストグラム分析部は、
該第１データの輝度成分を複数の段階に区分して該段階別ヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と；
該ヒストグラムを累積して平均値を生成する平均値生成部と；
該ヒストグラム及び平均値を用いて、該平均値より小さい第１領域の累積された輝度成分の数、該平均値より大きい第２領域の累積された輝度成分の数及び該ヒストグラムの各々の段階についての輝度成分の数を生成する頻度数生成部と；
外部からのバックライト加重値、該第１及び第２領域の累積された輝度成分の数、該平均値及びヒストグラムの各々の段階についての輝度成分の数を用いて、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階別加重値設定部と；
外部からの最小傾き値、該バックライト加重値、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を用いて、段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階別傾き設定部と；を備え、
該バックライト加重値は、最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、定数１又は２に設定され、該最小傾き値は、ヒストグラムの平滑時の明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０と１との間の定数に設定され、
該段階別加重値設定部は、
｛（平均値−１）×（段階別ヒストグラム数／第１領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第１領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラムの段階の輝度の段階−平均値）×（段階別ヒストグラム数／第２領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第２領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラムの段階の輝度の段階−バックライト加重値×平均値）／（隣接したヒストグラム段階−平均値）｝によって該第２領域の段階別明るさ加重値を設定することを特徴とすることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該段階別傾き設定部は、
［バックライト加重値×｛第１領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第１領域の段階別傾きを設定し、
該バックライト加重値によって該平均値を有するヒストグラム段階の傾きを設定し、
［第２領域の段階別明るさ加重値×｛第２領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第２領域の段階別ヒストグラムの傾きを設定することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項５】
データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと；
該液晶パネルに該データ信号を供給するデータドライバーと；
該液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと；
入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分して１つのヒストグラムを求め、外部から入力されるバックライト加重値及び段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成し、該ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する画質改善部と；
該第２データを整列して該データドライバーに供給するとともに、該データドライバー及び該ゲートドライバーを制御するタイミングコントローラと；
該液晶パネルに光を照射するバックライトと；
該明るさ制御信号によって該バックライトを駆動するインバータと；を備え、
該画質改善部は、該第１データを使用して該第２データを生成するデータ変調手段を備え、
該データ変調手段は；
該第１データを輝度成分及び色差成分に分離するための輝度／色分離部と；
該第１データの輝度成分を複数の段階に区分して該ヒストグラムを求め、該ヒストグラムの平均値を用いて該ヒストグラム各々の段階について輝度成分の数及び輝度成分の傾きを分析するヒストグラム分析部と；
該ヒストグラム各々の段階について輝度成分の数及び輝度成分の傾きを用いて、該輝度成分の明暗対比を拡張して変調輝度成分を生成するヒストグラム変調部と；
該ヒストグラム変調部で該変調輝度成分が生成されるまで、該色差成分を遅延させて遅延色差成分を生成する遅延部と；
該変調輝度成分及び遅延色差成分をミキシングして該第２データを生成する輝度／色ミキシング部と；を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該画質改善部は、
該データ変調手段の制御によって該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成するためのバックライト制御手段と、
外部から、第１水平方向同期信号及び垂直方向同期信号、第１クロック信号、及び第１データイネーブル信号の入力を受け、入力を受けた第１水平方向同期信号及び垂直方向同期信号、第１クロック信号、及び第１データイネーブル信号を該第２データに同期するように変更して該タイミングコントローラに供給する制御部と、を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該ヒストグラム分析部は；
該第１データの輝度成分を複数の段階に区分して該段階別ヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と；
該ヒストグラムを累積して平均値を生成する平均値生成部と；
該平均値、該バックライト加重値及び該ヒストグラムの総段階数を用いてバックライト利得値を生成するバックライト利得制御部と；
該ヒストグラム及び平均値を用いて、該平均値より小さい第１領域の累積ヒストグラム数、該平均値より大きい第２領域の累積ヒストグラム数及び該ヒストグラムの各々の段階についての段階別ヒストグラム数を生成する頻度数生成部と；
該バックライト利得値、該第１及び第２領域の累積ヒストグラム数、該平均値及び該ヒストグラムの各々の段階についての段階別ヒストグラム数を用いて、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階別加重値設定部と；
外部からの最小傾き値、該バックライト利得値、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を用いて段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階別傾き設定部と；を備え、
該バックライト利得制御部は、［−｛（バックライト加重値−１）／ヒストグラムの総段階数｝×（平均値＋バックライト加重値）］によって該バックライト利得値を生成し、
該段階別加重値設定部は、
｛（平均値−１）×（段階別ヒストグラム数／第１領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第１領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラム段階の輝度の段階−平均値）×（段階別ヒストグラム数／第２領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第２領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラム段階の輝度の段階−バックライト利得値×平均値）／（隣接したヒストグラム段階−平均値）｝によって該第２領域の段階別明るさ加重値を設定し、
該バックライト加重値は、最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、定数１又は２に設定され、該最小傾き値は、ヒストグラムの平滑時の明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０と１との間の定数に設定されることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該段階別傾き設定部は、
［バックライト利得値×｛第１領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第１領域の段階別傾きを設定し、
該バックライト利得値によって該平均値を有するヒストグラム段階の傾きを設定し、
［第２領域の段階別明るさ加重値×｛第２領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第２領域の段階別ヒストグラムの傾きを設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該ヒストグラム変調部は、｛ヒストグラムの各々の段階の輝度成分の傾き×（Ｎ番目のヒストグラムの段階−Ｎ−１番目のヒストグラムの段階）＋Ｎ−１番目の段階のヒストグラム数｝によって該変調輝度成分を生成することを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１０】
請求項２又は６に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該バックライト制御手段は、
該ヒストグラムの平均値によって該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成するためのバックライト制御部と、
該バックライト制御部で生成された該少なくとも一つの明るさ制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタル／アナログ変換部と、を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１１】
請求項２又は６に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該バックライトは、該液晶パネルを少なくとも一つの区域に分割して光を照射する少なくとも一つのランプを備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１２】
請求項２又は６に記載の液晶表示装置の駆動装置において、
該バックライト制御手段は、該区域別輝度に比例する光が該ランプで発生するように、該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成して該インバータに供給することを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１３】
データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルに該データ信号を供給するデータドライバーと、該液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと、を備える液晶表示装置の駆動方法において；
入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを生成し、生成されたヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成する段階と；
該第２データを整列して該データドライバーに供給する段階と；を含み、
該第２データを生成する段階は、
該第１データを輝度成分及び色差成分に分離する段階と；
該第１データの輝度成分を複数の段階に区分して該ヒストグラムを求め、該ヒストグラムの平均値を用いて該ヒストグラムの各々の段階について輝度成分の数及び輝度成分の傾きを分析する段階と；
該輝度成分の数及び輝度成分の傾きを用いて、該ヒストグラムの各々の段階について該輝度成分の明暗対比を拡張して変調輝度成分を生成する段階と；
該変調輝度成分が生成されるまで、該色差成分を遅延させて遅延色差成分を生成する段階と；
該変調輝度成分及び遅延色差成分をミキシングして該第２データを生成する段階と；を備えることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する段階と、
該少なくとも一つの明るさ制御信号によって該液晶パネルに光を照射する段階と、をさらに含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該段階別ヒストグラムの数及び傾きを設定する段階は、
該輝度成分を複数の段階に区分して該段階別ヒストグラムを生成する段階と；
該ヒストグラムを累積して平均値を生成する段階と；
該ヒストグラム及び平均値を用いて、該平均値より小さい第１領域の累積された輝度成分の数、該平均値より大きい第２領域の累積された輝度成分の数及び該ヒストグラムの各々の段階についての輝度成分の数を生成する段階と；
外部からのバックライト加重値、該第１及び第２領域の累積ヒストグラム数、該平均値及び段階別ヒストグラム数を用いて、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階と；
外部からの最小傾き値、該バックライト加重値、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を用いて、段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階と；を含み、
該バックライト加重値は、最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、定数１又は２に設定され、該最小傾き値は、ヒストグラムの平滑時の明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０と１との間の定数に設定され、
該第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階は、
｛（平均値−１）×（段階別ヒストグラム数／第１領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第１領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラムの段階の輝度の段階−平均値）×（段階別ヒストグラム数／第２領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第２領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラムの段階の輝度の段階−バックライト加重値×平均値）／（隣接したヒストグラム段階−平均値）｝によって該第２領域の段階別明るさ加重値を設定することを特徴とすることを特徴とすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階は、
［バックライト加重値×｛第１領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第１領域の段階別傾きを設定し、
該バックライト加重値によって該平均値を有するヒストグラム段階の傾きを設定し、
［第２領域の段階別明るさ加重値×｛第２領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第２領域の段階別ヒストグラムの傾きを設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルに該データ信号を供給するデータドライバーと、該液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと、を備える液晶表示装置の駆動方法において；
入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、外部から入力されるバックライト加重値及び該ヒストグラムの平均値によって生成された段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成する段階と；
該第２データを整列して該データドライバーに供給する段階と；を含［む］み、
該第２データを生成する段階は、
該第１データを輝度成分及び色差成分に分離する段階と、
該ヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの数を把握し、該段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階と、
該段階別ヒストグラムの数及び傾きを用いて、該輝度成分の明暗対比を拡張して変調輝度成分を生成する段階と、
該変調輝度成分が生成されるまで、該色差成分を遅延させて遅延色差成分を生成する段階と、
該変調輝度成分及び遅延色差成分をミキシングして該第２データを生成する段階とを含むことを特徴とすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する段階と、
該少なくとも一つの明るさ制御信号によって該液晶パネルに光を照射する段階と、をさらに含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該段階別ヒストグラムの数及び傾きを設定する段階は、
該輝度成分を複数の段階に区分して該段階別ヒストグラムを生成する段階と；
該ヒストグラムを累積して平均値を生成する段階と；
該平均値、該バックライト加重値及び該ヒストグラムの総段階数を用いてバックライト利得値を生成する段階と；
該ヒストグラム及び平均値を用いて、該平均値より小さい第１領域の累積ヒストグラム数、該平均値より大きい第２領域の累積ヒストグラム数及び該ヒストグラムの各々の段階についての段階別ヒストグラム数を生成する段階と；
該バックライト利得値、該第１及び第２領域の累積ヒストグラム数、該平均値及び該ヒストグラムの各々の段階についての段階別ヒストグラム数を用いて、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階と；
外部からの最小傾き値、該バックライト利得値、第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を用いて段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階と；を含み、
該バックライト利得値を生成する段階は、［−｛（バックライト加重値−１）／ヒストグラムの総段階数｝×平均値＋バックライト加重値］によって該バックライト利得値を生成し、
該第１及び第２領域の段階別加重値及び第２領域の段階別明るさ加重値を設定する段階は、
｛（平均値−１）×（段階別ヒストグラム数／第１領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第１領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラム段階−平均値）×（段階別ヒストグラム数／第２領域の累積ヒストグラム数）｝によって該第２領域の段階別加重値を設定し、
｛（隣接したヒストグラム段階−バックライト利得値×平均値）／（隣接したヒストグラム段階−平均値）｝によって該第２領域の段階別明るさ加重値を設定し、
該バックライト加重値は、最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、定数１又は２に設定され、該最小傾き値は、ヒストグラムの平滑時の明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０と１との間の定数に設定されることを特徴とすることを特徴とすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階は、
［バックライト利得値×｛第１領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第１領域の段階別傾きを設定し、
該バックライト利得値によって該平均値を有するヒストグラム段階の傾きを設定し、
［第２領域の段階別明るさ加重値×｛第２領域の段階別加重値×（１−最小傾き値）＋最小傾き値｝］によって第２領域の段階別ヒストグラムの傾きを設定することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該変調輝度成分を生成する段階は、｛段階別ヒストグラムの傾き×（現在のヒストグラムの段階−以前のヒストグラムの段階）＋以前段階のヒストグラム数｝によって該変調輝度成分を生成することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２２】
請求項１４又は１８に記載の液晶表示装置の駆動方法において、
該液晶パネルに光を照射する段階は、
該少なくとも一つの明るさ制御信号をアナログ信号に変換してランプ駆動電源を生成する段階と、
該ランプ駆動電源を用いて該液晶パネルを少なくとも一つの区域に分割して光を照射する少なくとも一つのランプを駆動する段階と、を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２３】
請求項１４又は１８に記載の液晶表示装置の駆動方法において、該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する段階は、該区域別輝度に比例する光が該ランプで発生するように該少なくとも一つの明るさ制御信号を生成することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するもので、詳しくは、入力データによって表示映像の輝度を変更するとともに、明暗対比を向上できる液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ビデオ信号によって各液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する装置である。かかる液晶表示装置は、セル毎にスイッチング素子が形成されたアクティブマトリックスタイプで実現され、コンピュータ用モニター、事務機器、セルラーフォンなどの表示装置に適用されている。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置におけるスイッチング素子には、主に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。
【０００３】
図１は、従来の液晶表示装置の駆動装置を概略的に示したブロック図である。
【０００４】
図１に示すように、従来の液晶表示装置の駆動装置は、ｍ×ｎ個の液晶セルＣｌｃがマトリックスタイプで配列され、ｍ個のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍと、ｎ個のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎと、の交差部にＴＦＴが形成された液晶パネル２と、この液晶パネル２の各データラインＤＬ１〜ＤＬｍにデータ信号を供給するためのデータドライバー４と、各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎにスキャン信号を供給するためのゲートドライバー６と、データドライバー４にガンマ電圧を供給するためのガンマ電圧供給部８と、システム２０から供給される同期信号を用いてデータドライバー４及びゲートドライバー６を制御するためのタイミングコントローラ１０と、電源供給部１２から供給される電圧を用いて液晶パネル２に供給される電圧を発生するための直流／直流変換部（ＤＣ／ＤＣ変換部）１４と、バックライト１８を駆動するためのインバータ１６と、を備えている。
【０００５】
システム２０は、垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎｃ、クロック信号ＤＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ及びデータＲ，Ｇ，Ｂなどをタイミングコントローラ１０に供給する。
【０００６】
液晶パネル２は、各データラインＤＬ１〜ＤＬｍと各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとの交差部にマトリックス形態で配置される複数の液晶セルＣｌｃを備えている。各液晶セルＣｌｃに形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧＬから供給されるスキャン信号に応答して各データラインＤＬ１〜ＤＬｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃに供給する。また、各液晶セルＣｌｃには、ストレージキャパシタＣｓｔが形成される。このストレージキャパシタＣｓｔは、液晶セルＣlｃの画素電極と前段ゲートラインとの間に形成されるか、液晶セルＣlｃの画素電極と共通電極ラインとの間に形成されて液晶セルＣlｃの電圧を一定に維持させる。
【０００７】
ガンマ電圧供給部８は、複数のガンマ電圧をデータドライバー４に供給する。
【０００８】
データドライバー４は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答してデジタルビデオデータＲ，Ｇ，Ｂを階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換し、このアナログガンマ電圧を各データラインＤＬ１〜ＤＬｍに供給する。
【０００９】
ゲートドライバー６は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答してスキャン信号を各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに順次供給し、データ信号が供給される液晶パネル２の水平ラインを選択する。
【００１０】
タイミングコントローラ１０は、システム２０から入力される垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎｃ及びクロック信号ＤＣＬＫを用いてゲートドライバー６及びデータドライバー４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。ここで、ゲートドライバー６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）、ゲート出力信号（ＧＯＥ）などが含まれる。そして、データドライバー４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（ＳＳＰ）、ソースシフトクロック（ＳＳＣ）、ソース出力信号（ＳＯＥ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ）などが含まれる。そして、タイミングコントローラ１０は、システム２０から供給されるデータＲ，Ｇ，Ｂを整列してデータドライバー４に供給する。
【００１１】
ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、電源供給部１２から入力される３．３Ｖの電圧を昇圧または減圧して液晶パネル２に供給される電圧を発生する。このＤＣ／ＤＣ変換部１４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。
【００１２】
インバータ１６は、バックライト１８を駆動させるためのランプ駆動電源をバックライト１８に供給する。バックライト１８は、インバータ１６から供給されるランプ駆動電源に対応する光を生成して液晶パネル２に供給する。
【００１３】
上記のように駆動される液晶パネル２で生動感のある映像を表示するためには、明るい映像と暗い映像との明暗対比を明確にすべきである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の液晶表示装置においては、データに対応して明暗対比を向上する方法がないため、より鮮明な映像を表示しにくい。さらに、従来の液晶表示装置のバックライト１８は、データと関係なしに常に一定の明るさで発光する。このようにバックライト１８がデータと関係なしに常に一定の明るさで発光すると、鮮明な映像を液晶パネル２で表示しにくい。例えば、爆破する場面をより鮮明な映像として表現しようとする場合、爆破される部分の輝度を強調すべきである。ところが、従来の液晶表示装置においては、データと関係なしにバックライト１８が一定の明るさで発光するため、鮮明な映像が表現されにくい。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、入力データによって表示映像の輝度を変更するとともに、明暗対比を向上できる液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと；前記液晶パネルに前記データ信号を供給するデータドライバーと；前記液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと；入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成し、前記ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する画質改善部と；前記第２データを整列して前記データドライバーに供給するとともに、前記データドライバー及び前記ゲートドライバーを制御するタイミングコントローラと；前記液晶パネルに光を照射するバックライトと；前記明るさ制御信号によって前記バックライトを駆動するインバータと；を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記画質改善部は、前記第１データを用いて前記第２データを生成するためのデータ変調手段と、前記データ変調手段の制御によって前記少なくとも一つの明るさ制御信号を生成するためのバックライト制御手段と、外部から第１同期信号の入力を受け、入力を受けた第１同期信号を前記第２データに同期するように変更して前記タイミングコントローラに供給する制御部と；を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は、データ信号に対応する映像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルに前記データ信号を供給するデータドライバーと、前記液晶パネルにスキャン信号を供給するゲートドライバーと、を備える液晶表示装置の駆動方法において；入力される第１データの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを生成し、生成されたヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データを生成する段階と；前記第２データを整列して前記データドライバーに供給する段階と；を含むことを特徴とする。
【００１９】
前記液晶表示装置の駆動方法は、前記ヒストグラムの平均値によって少なくとも一つの明るさ制御信号を生成する段階と、前記少なくとも一つの明るさ制御信号によって前記液晶パネルに光を照射する段階と、をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
前記第２データを生成する段階は、前記第１データを輝度成分及び色差成分に変換する段階と、前記ヒストグラムの平均値を用いて、段階別ヒストグラムの数を把握して前記段階別ヒストグラムの傾きを設定する段階と、前記段階別ヒストグラムの数及び傾きを用いて、前記輝度成分の明暗対比を拡張して変調輝度成分を生成する段階と、前記変調輝度成分が生成されるまで、前記色差成分を遅延させて遅延色差成分を生成する段階と、前記変調輝度成分及び遅延色差成分をミキシングして前記第２データを生成する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法は、入力データから輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラムの平均値を用いてヒストグラムの段階別傾きを設定することで、表示される映像の平均明るさをそのまま維持しながら、明暗対比を向上できる。さらに、本発明は、ヒストグラムの平均値によってバックライトの明るさを制御することで、より鮮明な画像を表示できる。
【００２２】
また、本発明は、ヒストグラムの平均値によって、ヒストグラムの総段階数の中間値に基づいて上位領域及び下位領域の最小傾き値を個別的に設定することで、明暗対比の拡張による映像の明るさの歪曲を防止できる。
【００２３】
また、本発明は、入力データから輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラム及びバックライト加重値によるバックライト利得値を用いてヒストグラムの段階別傾きを設定することで、バックライト利得値によって明るい映像における映像の飽和を防止するとともに、元の映像の明るさを維持しながら明暗対比を向上できる。さらに、本発明は、ヒストグラムの平均値によってバックライトの明るさを制御することで、より鮮明な映像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法の好適な実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置を示したブロック図である。
【００２６】
図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、ｍ個のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍとｎ個のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとの交差部に薄膜トランジスタが形成された液晶パネル２２と、各データラインＤＬ１〜ＤＬｍにデータ信号を供給するデータドライバー２４と、各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎにスキャン信号を供給するゲートドライバー２６と、入力される第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成し、ヒストグラムの平均値によって明るさ制御信号Ｄｉｍを生成する画質改善部４２と、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを前記液晶パネル２２の駆動に合わせて整列してデータドライバー２４に供給するとともに、データドライバー２４及びゲートドライバー２６を制御するタイミングコントローラ３０と、液晶パネル２２に光を照射するバックライト３８と、明るさ制御信号Ｄｉｍによってバックライト３８を駆動するインバータ３６と、を備えている。
【００２７】
また、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉ、第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１及び駆動電源Ｖｉｎを生成するシステム４０と、複数の相異なる基準ガンマ電圧を生成してデータドライバー２４に供給するガンマ電圧供給部２８と、システム４０からの駆動電源Ｖｉｎを用いてタイミングコントローラ３０、ガンマ電圧供給部２８、データドライバー２４及びゲートドライバー２６の駆動に必要な駆動電圧を生成する電源供給部３２と、この電源供給部３２から供給される電圧を用いて液晶パネル２２に供給される電圧を発生する直流／直流変換部（ＤＣ／ＤＣ変換部）３４と、をさらに備えている。
【００２８】
システム４０は、第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１及び第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉを画質改善部４２に供給し、外部からの駆動電源Ｖｉｎを電源供給部３２に供給する。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣ変換部３４は、電源供給部３２から入力される３．３Ｖの電圧を昇圧または減圧し、液晶パネル２２に供給される電圧を発生する。このＤＣ／ＤＣ変換部３４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。
【００３０】
液晶パネル２２は、各データラインＤＬ１〜ＤＬｍと各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとの交差部にマトリックス形態で配置される複数の液晶セルＣｌｃを備えている。液晶セルＣｌｃにそれぞれ形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧＬから供給されるスキャン信号に応答して各データラインＤＬ１〜ＤＬｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃに供給する。また、各液晶セルＣｌｃには、ストレージキャパシタＣｓｔが形成される。このストレージキャパシタＣｓｔは、液晶セルＣｌｃの画素電極と前段ゲートラインとの間に形成されるか、液晶セルＣｌｃの画素電極と共通電極ラインとの間に形成されて液晶セルＣｌｃの電圧を一定に維持させる。
【００３１】
ガンマ電圧供給部２８は、電源供給部３２からの駆動電圧を用いて複数の相異なる基準ガンマ電圧を生成してデータドライバー２４に供給する。
【００３２】
画質改善部４２は、システム４０から供給される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１及び第１データイネーブル信号ＤＥ１によって第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラムの平均値を用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成してタイミングコントローラ３０に供給する。
【００３３】
また、画質改善部４２は、ヒストグラムの平均値によって明るさ制御信号Ｄｉｍを生成してインバータ３６に供給する。
【００３４】
そして、画質改善部４２は、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏに同期するように、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成してタイミングコントローラ３０に供給する。
【００３５】
タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から入力される第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２及び第２クロック信号ＤＣＬＫ２を用いてゲートドライバー２６及びデータドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。
【００３６】
また、タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から供給される第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを液晶パネル２２の駆動に合わせて整列してデータドライバー２４に供給する。ここで、ゲートドライバー２６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）、ゲート出力信号（ＧＯＥ）などが含まれる。そして、データドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（ＳＳＰ）、ソースシフトクロック（ＳＳＣ）、ソース出力信号（ＳＯＥ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ）などが含まれる。
【００３７】
データドライバー２４は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに応答してタイミングコントローラ３０から供給される第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏの階調値によって相異なる複数のガンマ電圧のうちいずれか一つをデータ信号として選択し、この選択されたデータ信号を各データラインＤＬ１〜ＤＬｍに供給する。
【００３８】
ゲートドライバー２６は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに応答してスキャン信号を各ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎに順次供給し、データ信号が供給される液晶パネル２２の水平ラインを選択する。
【００３９】
インバータ３６は、画質改善部４２から供給される明るさ制御信号Ｄｉｍによってランプ駆動電源（または、高圧の交流波形）を調節してバックライト３８に供給する。
【００４０】
バックライト３８は、インバータ３６から供給されるランプ駆動電源に対応する明るさの光を発生して液晶パネル２２の背面に照射する。このとき、バックライト３８は、エッジ型方式または直下型方式で光を発生して液晶パネル２２の背面に照射する。
【００４１】
エッジ型方式のバックライトは、光を液晶パネル２２側に案内する導光板の側面に光源を配置したもので、この導光板を通して液晶パネル２２に光を照射する。その反面、直下型方式のバックライトは、液晶パネル２２の背面に複数の光源を設置して液晶パネル２２に光を直接照射する。
【００４２】
図３は、図２の画質改善部４２を示したブロック図である。
【００４３】
図２及び図３に示すように、画質改善部４２は、システム４０から供給される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１及び第１データイネーブル信号ＤＥ１によって第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分を複数の段階に区分してヒストグラムを求め、ヒストグラムの平均値Ｍを用いて段階別ヒストグラムの輝度に対応して明暗比が拡張された第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成してタイミングコントローラ３０に供給するデータ変調手段７０と、ヒストグラムの平均値Ｍによって明るさ制御信号Ｄｉｍを生成するバックライト制御手段７２と、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏに同期するように、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成するための制御部６８と、を備えている。
【００４４】
データ変調手段７０は、輝度／色分離部５０、遅延部５２、輝度／色ミキシング部５４、ヒストグラム分析部５６及びヒストグラム変調部５８を備えている。
【００４５】
輝度／色分離部５０は、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉを輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ，Ｖに分離する。ここで、輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ，Ｖは、下記の数式１〜３によって求められる。
【００４６】
［数式１］
Ｙ＝０．２２９×Ｒｉ＋０．５８７×Ｇｉ＋０．１１４×Ｂｉ
【００４７】
［数式２］
Ｕ＝０．４９３×（Ｂｉ−Ｙ）
【００４８】
［数式３］
Ｖ＝０．８８７×（Ｒｉ−Ｙ）
【００４９】
前記輝度／色分離部５０は、数式１〜３によって第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉから分離された輝度成分Ｙをヒストグラム分析部５６に供給するとともに、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉから分離された色差成分Ｕ，Ｖを遅延部５２に供給する。
【００５０】
ヒストグラム分析部５６は、輝度／色分離部５０から供給されるフレーム単位の輝度成分Ｙを少なくとも１６段階に区分し、ヒストグラムを抽出して平均値を生成し、この生成された平均値に基づいて段階別傾きを設定する。
【００５１】
図４は、図３に示した本発明の第１実施形態に係るヒストグラム分析部５６を示したブロック図である。
【００５２】
図３及び図４に示すように、ヒストグラム分析部５６は、ヒストグラム生成部１５０、平均値生成部１５２、頻度数生成部１５４、段階別加重値設定部１５６及び段階別傾き設定部１５８を備えている。
【００５３】
ヒストグラム生成部１５０は、輝度／色分離部５０からの輝度成分Ｙを少なくとも１６段階に分けて各領域に対応するように配置し、図５のようなフレーム単位のヒストグラムＨｉｓｔ_ｉ（ここで、ｉは、１〜１６）を得る。すなわち、ヒストグラム生成部１５０は、各段階別に輝度成分Ｙを累積して各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを生成することで、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの明るさ情報を把握する。例えば、図５において、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉが右側（高い段階）に偏ると明るい画面として把握され、左側（低い段階）に偏ると暗い画面として把握される。
【００５４】
一方、ヒストグラム生成部１５０は、輝度／色分離部５０からの輝度成分Ｙを８段階、３２段階に分けてヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを生成できる。例えば、８ビットの第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対応する輝度成分Ｙを１６段階に区分してヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを生成する場合、ヒストグラム生成部１５０は、２５６／１６、すなわち１６階調単位で輝度成分Ｙを累積して第１〜第１６段階のヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを生成する。
【００５５】
平均値生成部１５２は、ヒストグラム生成部１５０からの各ヒストグラム段階に各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを掛け算し、この掛け算された各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを合算した後、その値を総ヒストグラムで割って平均値Ｍを生成する。すなわち、平均値生成部１５２は、
【数１】
0004541325.tif 000002
によって平均値Ｍを生成する。
【００５６】
頻度数生成部１５４は、平均値Ｍに基づいて、各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉによって平均値Ｍより小さい第１領域の累積ヒストグラム数ＬＨ、平均値Ｍより大きい第２領域の累積ヒストグラム数ＨＨ及び各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉを生成する。
【００５７】
段階別加重値設定部１５６は、平均値Ｍ、第１領域の累積ヒストグラム数ＬＨ、第２領域の累積ヒストグラム数ＨＨ、各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉ、隣接したヒストグラム段階Ｈｓｉzｅ及びバックライト加重値ＢＬＷを用いて、下記の数式５及び６のように、第１及び第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ，Ｓｃｏｅ２_ｋと、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを設定する。このとき、バックライト加重値ＢＬＷは、外部から第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉによる最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、外部から常数１〜２に設定されて供給される。
【００５８】
［数式５］
Ｓｃｏｅ１_ｊ＝（Ｍ−１）×（Ｈｉｓｔｃ_ｉ／ＬＨ）
【００５９】
［数式６］
Ｓｃｏｅ２_ｋ＝（Ｈｓｉｚｅ−Ｍ）×（Ｈｉｓｔｃ_ｉ／ＨＨ）
Ｈｃｏｅ_ｋ＝（Ｈｓｉｚｅ−ＢＬＷ×Ｍ）／（Ｈｓｉｚｅ−Ｍ）
【００６０】
数式５及び６において、ｊは、第１段階から平均値に対応する第Ｍ段階を示し、ｋは、第Ｍ段階から第ｉ段階を示す。
【００６１】
段階別傾き設定部１５８は、外部から設定された最小傾き値Ｓｍｉｎ、バックライト加重値ＢＬＷ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋ、第１及び第２段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ、Ｓｃｏｅ２_ｋを用いて各段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定する。このとき、最小傾き値Ｓｍｉｎは、ヒストグラムの平滑時、明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０〜１の常数に設定される。
【００６２】
具体的に、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式７のように、最小傾き値Ｓｍｉｎ、バックライト加重値ＢＬＷ、第１領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊを用いて、平均値Ｍより小さい第１領域の段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【００６３】
［数式７］
Ｓｌｏｐｅ_ｊ＝ＢＬＷ×｛Ｓｃｏｅ１_ｊ×（１−Ｓｍｉｎ）＋Ｓｍｉｎ｝
【００６４】
また、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式８のように、バックライト加重値ＢＬＷによって平均値Ｍを有するヒストグラム段階の傾きＳｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【００６５】
［数式８］
Ｓｌｏｐｅ_Ｍ＝ＢＬＷ
【００６６】
そして、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式９のように、最小傾き値Ｓｍｉｎ、第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ２_ｋ及び第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを用いて、平均値Ｍより大きい第２領域の段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_Ｍ＋１〜Ｓｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【００６７】
［数式９］
Ｓｌｏｐｅ_ｋ＝Ｈｃｏｅ_ｋ×｛Ｓｃｏｅ２_ｋ×（１−Ｓｍｉｎ）＋Ｓｍｉｎ｝
【００６８】
前記段階別傾き設定部１５８は、第１〜第ｉ段階、すなわち第１〜第１６段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６を設定してヒストグラム変調部５８に供給する。
【００６９】
一方、ヒストグラム分析部５６は、平均値生成部１５２によって生成された平均値Ｍをバックライト制御手段７２に供給する。
【００７０】
前記ヒストグラム分析部５６は、一フレームの輝度成分Ｙから１６段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを抽出して平均値Ｍを生成し、この平均値Ｍに基づいて各段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６を設定してヒストグラム変調部５８に供給する。
【００７１】
ヒストグラム変調部５８は、ヒストグラム分析部５６からの段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６、現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉ、以前のヒストグラム段階Ｘｏｆｆｓｅｔ及び以前段階のヒストグラム数Ｙｏｆｆｓｅｔを用いて、下記の数式１０によって、図５のように輝度／色分離部５０から供給される輝度成分Ｙの明暗対比が拡張されるように変調し、図６のように各段階別変調輝度成分ＹＭ_ｉを生成する。
【００７２】
［数式１０］
ＹＭ_ｉ＝Ｓｌｏｐｅ_ｉ×（Ｘ_ｉ−Ｘｏｆｆｓｅｔ）＋Ｙｏｆｆｓｅｔ
【００７３】
一方、ヒストグラム変調部５８は、ヒストグラム分析部５６の頻度数生成部１５４から供給される各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉを一時保存し、現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉ、以前のヒストグラム段階Ｘｏｆｆｓｅｔ及び以前段階のヒストグラム数Ｙｏｆｆｓｅｔを提供するレジスタを含む。
【００７４】
これによって、ヒストグラム変調部５８は、レジスタから提供される現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉから以前のヒストグラム段階Ｘｏｆｆｓｅｔを減算し、その値に現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉに対応する傾きＳｌｏｐｅ_ｉに掛け算し、その値に以前段階のヒストグラム数Ｙｏｆｆｓｅｔを合算することで、各段階別変調輝度成分ＹＭ_ｉを生成する。
【００７５】
具体的に、ヒストグラム変調部５８は、以前段階のヒストグラム数Ｙｏｆｆｓｅｔによって現在のヒストグラム段階のＹ切片が知ることができ、現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉの傾きＳｌｏｐｅ_ｉおよび現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉによって現在のヒストグラム段階の傾きを設定することで、現在のヒストグラムの変調輝度成分ＹＭ_ｉを知ることができる。したがって、図７に示すように、変調輝度成分ＹＭの階調が全体領域に分布することで、暗い輝度と明るい輝度との明暗対比が明確に表れる。図７において、Ｘ軸はヒストグラム段階を示し、Ｙ軸は出力階調を示す。
【００７６】
一方、遅延部５２は、ヒストグラム分析部５６及びヒストグラム変調部５８で輝度成分Ｙが分析される間、色差成分Ｕ，Ｖを遅延させて遅延色差成分ＵＤ，ＶＤを生成する。この遅延部５２は、変調輝度成分ＹＭと同期して遅延色差成分ＵＤ，ＶＤを輝度／色ミキシング部５４に供給する。
【００７７】
輝度／色ミキシング部５４は、変調輝度成分ＹＭ及び遅延色差成分ＵＤ，ＶＤを用いて第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成する。このとき、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏは、下記の数式１１〜１３によって求められる。
【００７８】
［数式１１］
Ｒｏ＝ＹＭ＋０．０００×ＵＤ＋１．１４０×ＶＤ
【００７９】
［数式１２］
Ｇｏ＝ＹＭ−０．３９６×ＵＤ−０．５８１×ＶＤ
【００８０】
［数式１３］
Ｂｏ＝ＹＭ＋２．０２９×ＵＤ＋０．０００×ＶＤ
【００８１】
以下、このようなデータ変調手段７０の動作過程を詳細に説明する。
【００８２】
まず、輝度／色分離部５０は、数式１〜数式３を用いて第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉを輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ，Ｖに分離する。ここで、輝度成分Ｙはヒストグラム分析部５６に入力され、色差成分Ｕ，Ｖは遅延部５２に入力される。
【００８３】
次いで、ヒストグラム分析部５６は、数式５〜数式９を用いて、輝度／色分離部５０から供給されるフレーム単位の輝度成分Ｙを少なくとも１６段階に区分し、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを抽出して平均値Ｍを生成し、この生成された平均値Ｍに基づいて第１〜第１６段階別傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６を設定する。そして、ヒストグラム分析部５６は、設定された第１〜第１６段階別傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６をヒストグラム変調部５８に供給し、生成された平均値Ｍをバックライト制御手段７２に供給する。
【００８４】
次いで、ヒストグラム変調部５８は、数式１０を用いて、設定された第１〜第１６段階別傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６によって輝度成分Ｙが全体の階調領域に分布するように輝度成分Ｙを拡張し、変調輝度成分ＹＭを生成して輝度／色ミキシング部５４に供給する。
【００８５】
そして、輝度／色ミキシング部５４は、数式１１〜１３を用いて、遅延色差成分ＵＤ，ＶＤ及び変調輝度成分ＹＭによって第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成する。このとき、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏは、変調輝度成分ＹＭによって生成されるため、明確な明暗を有するようになる。
【００８６】
したがって、本発明では、変調輝度成分ＹＭを全体の階調領域に分布して明確な明暗を有する第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成でき、これによって、鮮明な映像を液晶パネル２２で表示できる。換言すると、明るい色は一層明るく表示され、暗い色は一層暗く表示されることで、明暗対比が強調される。
【００８７】
一方、本発明のバックライト制御手段７２は、ヒストグラム分析部５６から供給される平均値Ｍに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍを生成し、この生成された明るさ制御信号Ｄｉｍをインバータ３６に供給する。
【００８８】
このために、本発明のバックライト制御手段７２は、バックライト制御部６０及びデジタル／アナログ変換部６２を備えている。
【００８９】
バックライト制御部６０は、ヒストグラム分析部５６から供給される平均値Ｍに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍを生成する。このとき、バックライト制御部６０は、平均値Ｍが高い輝度を有する場合、高い輝度の光が発生するように明るさ制御信号Ｄｉｍを生成し、平均値Ｍが低い輝度を有する場合、低い輝度の光が発生するように明るさ制御信号Ｄｉｍを生成する。
【００９０】
デジタル／アナログ変換部６２は、明るさ制御信号Ｄｉｍをアナログ変換してインバータ３６に供給する。
【００９１】
これによって、前記インバータ３６は、明るさ制御信号Ｄｉｍに対応するランプ駆動電源をバックライト３８に供給する。したがって、バックライト３８は、インバータ３６から供給されるランプ駆動電源に対応する明るさの光を発生して液晶パネル２２に照射する。すなわち、本発明のバックライト制御部６０は、ヒストグラム分析部５６からの平均値Ｍによって液晶パネル２２に表示される明るい色を一層明るく表示し、暗い色を一層暗く表示するようにバックライト３８を制御することで、液晶パネル２２に表示される映像の平均明るさをそのまま維持しながら明暗対比を明確にできる。
【００９２】
一方、本発明の制御部６８は、システム４０から入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１，Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１の入力を受ける。そして、制御部６８は、第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏに同期するように、第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２，Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成してタイミングコントローラ３０に供給する。
【００９３】
上記の本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法は、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分Ｙから抽出されたヒストグラムの平均値Ｍに基づいて各段階別傾きを設定して第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成し、全体的な輝度の明暗対比を明確にすることで、鮮明な映像を表示できる。すなわち、本発明では、明るい輝度は一層明るく、暗い輝度は一層暗くするとともに、一フレームの画面の明るさによってバックライト３８の明るさを調節することで、鮮明な画像を表示できる。
【００９４】
実際に本発明を適用する場合、図８のように、空の領域は一層明るく表示され、山の領域は一層暗く表示されることで、映像の平均明るさをそのまま維持しながら明暗対比を一層明確に表示できる。このとき、図８において、バックライトから液晶パネルに照射される光の明るさは、空のように明るい部分の輝度及び山のように暗い部分の輝度による平均値によって減少する。これによって、本発明は、平均値によってバックライト３８の管電流を調節して消耗電力を減少できる。
【００９５】
図９は、図３に示した本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部５６を示したブロック図である。
【００９６】
図３及び図９に示すように、本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部５６は、ヒストグラム生成部１５０、平均値生成部１５２、頻度数生成部１５４、段階別加重値設定部１５６、最小傾き設定部１５７及び段階別傾き設定部１５８を備えている。
【００９７】
このような本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部５６は、最小傾き設定部１５７及び段階別傾き設定部１５８を除けば、図４に示した本発明の第１実施形態に係るヒストグラム分析部５６と同じ構成を有するため、最小傾き設定部１５７及び段階別傾き設定部１５８を除いた他の構成に対する説明は省略する。
【００９８】
本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部５６における最小傾き設定部１５７は、外部から入力される最小傾き値Ｓｍｉｎ、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの全体段階数Ｈｉｓｔｔ、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの全体段階数Ｈｉｓｔｔの中間値Ｈｉｓｔｍ及びヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの平均値Ｍを用いて、平均値Ｍが中間値Ｈｉｓｔｍより小さい下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎと、中間値Ｈｉｃｔｍより大きい上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎを設定して段階別傾き設定部１５８に供給する。このとき、外部から入力される最小傾き値Ｓｍｉｎは、ヒストグラムの平滑時、明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０〜１の常数に設定される。
【００９９】
具体的に、最小傾き設定部１５７は、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの全体段階数Ｈｉｓｔｔの中間値Ｈｉｓｔｍが平均値Ｍと比べて同じか小さい場合、下記の数式１４のように、全体段階数Ｈｉｓｔｔ、中間値Ｈｉｓｔｍ、平均値Ｍ及び最小傾き値Ｓｍｉｎによって下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎを設定する。すなわち、最小傾き設定部１５７は、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの平均値Ｍが第１〜第ｎ／２ヒストグラム段階Ｈｉｓｔ_１〜Ｈｉｓｔ_ｉ／２の値である場合、下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎを設定する。
【０１００】
［数式１４］
Ｓｌｍｉｎ＝１−（Ｈｉｓｔｔ−Ｈｉｓｔｍ）／（Ｈｉｓｔｍ−１）×（１−Ｓｍｉｎ）
【０１０１】
また、最小傾き設定部１５７は、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの全体段階数Ｈｉｓｔｔの中間値Ｈｉｓｔｍが平均値Ｍより大きい場合、下記の数式１５のように、全体段階数Ｈｉｓｔｔ、中間値Ｈｉｓｔｍ及び最小傾き値Ｓｍｉｎによって上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎを設定する。すなわち、最小傾き設定部１５７は、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの平均値Ｍが第ｎ／２＋１〜第ｎヒストグラム段階Ｈｉｓｔ_ｉ／２＋１〜Ｈｉｓｔ_ｉの値である場合、上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎを設定する。
【０１０２】
この最小傾き設定部１５７は、ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの全体段階数Ｈｉｓｔｔの中間値Ｈｉｓｔｍに基づいてヒストグラムの平均値Ｍによって下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎを設定することで、映像の明るさをそのまま維持させる。
【０１０３】
［数式１５］
Ｓｈｍｉｎ＝１−（１−Ｓｍｉｎ）×（Ｈｉｓｔｍ−１）／（Ｈｉｓｔｔ−Ｈｉｓｔｍ）
【０１０４】
段階別傾き設定部１５８は、最小傾き設定部１５７から入力される下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎ、バックライト加重値ＢＬＷ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋ、第１及び第２段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ，Ｓｃｏｅ２_ｋを用いて各段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【０１０５】
具体的に、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式１６のように、下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ、バックライト加重値ＢＬＷ、第１領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊを用いて平均値Ｍより小さい第１領域の各段階別傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１０６】
［数式１６］
Ｓｌｏｐｅ_ｊ＝ＢＬＷ×｛Ｓｃｏｅ１_ｊ×（１−Ｓｌｍｉｎ）＋Ｓｌｍｉｎ｝
【０１０７】
また、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式１７のように、バックライト加重値ＢＬＷによって平均値Ｍの傾きＳｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１０８】
［数式１７］
Ｓｌｏｐｅ_Ｍ＝ＢＬＷ
【０１０９】
そして、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式１８のように、上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎ、第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ２_ｋ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを用いて平均値Ｍより大きい第２領域の各段階別傾きＳｌｏｐｅ_Ｍ＋１〜Ｓｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【０１１０】
［数式１８］
Ｓｌｏｐｅ_ｋ＝Ｈｃｏｅ_ｋ×｛Ｓｃｏｅ２_ｋ×（１−Ｓｈｍｉｎ）＋Ｓｈｍｉｎ｝
【０１１１】
この段階別傾き設定部１５８は、第１〜第ｉ段階、すなわち第１〜第１６段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６を設定してヒストグラム変調部５８に供給する。
【０１１２】
一方、ヒストグラム変調部５８は、ヒストグラム分析部５６からの段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_１６、現在のヒストグラム段階Ｘ_ｉ、以前のヒストグラム段階Ｘｏｆｆｓｅｔ及び以前段階のヒストグラム数Ｙｏｆｆｓｅｔを用いて、上述した数式１０によって、図１０のように輝度／色分離部５０から供給される輝度成分Ｙの明暗対比が拡張されるように変調し、図１１のように各段階別変調輝度成分ＹＭ_ｉを生成する。このとき、図１２に示すように、変調輝度成分ＹＭの階調が全体領域に分布することで、元の映像の平均明るさをそのまま維持しながら明暗対比が明確に表れる。図１２において、Ｘ軸は入力階調を示し、Ｙ軸は出力階調を示す。
【０１１３】
このように、本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部５６を含む本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法は、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分Ｙから複数段階のヒストグラムを抽出してヒストグラムの平均値Ｍを求め、複数段階のヒストグラムの中間値（中間段階）に基づいて平均値Ｍによって下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎを制限して段階別ヒストグラムの傾きを設定し、全体的な輝度の明暗対比を明確にすることで、鮮明な映像を表示できる。換言すると、本発明では、明るい輝度は一層明るく、暗い輝度は一層暗くするとともに、一フレームの画面の明るさによってバックライト３８の明るさを調節することで、鮮明な画像を表示できる。
【０１１４】
実際に本発明を適用する場合、図１３のように、空の領域は一層明るく表示され、山の領域は一層暗く表示されることで、映像の平均明るさをそのまま維持しながら明暗対比を一層明確に表示できる。このとき、図１３において、バックライトから液晶パネルに照射される光の明るさは、空のように明るい部分の輝度及び山のように暗い部分の輝度による平均値によって減少する。これによって、本発明は、平均値によってバックライト３８の管電流を調節して消耗電力を減少できる。
【０１１５】
図１４は、図３に示した本発明の第３実施形態に係るヒストグラム分析部５６を示したブロック図である。
【０１１６】
図３及び図１４に示すように、本発明の第３実施形態に係るヒストグラム分析部５６は、ヒストグラム生成部１５０、平均値生成部１５２、頻度数生成部１５４、バックライト利得制御部１５５、段階別加重値設定部１５６、最小傾き設定部１５７及び段階別傾き設定部１５８を備えている。
【０１１７】
ヒストグラム生成部１５０及び平均値生成部１５２は、上述した本発明の第１実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１１８】
バックライト利得制御部１５５は、使用者によって設定されて供給されるバックライト加重値ＢＬＷ、前記ヒストグラムの平均値Ｍ及びヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの総段階数Ｈｉｓｔｔを用いてバックライト利得値ｎＢＬＷを生成する。ここで、バックライト加重値ＢＬＷは、外部から第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉによる最小輝度と最大輝度との間の比率を補償するために、外部から常数１〜２に設定されて供給される。
【０１１９】
すなわち、バックライト利得制御部１５５は、下記の数式１９によってバックライト加重値ＢＬＷから’１’を減算し、その値をヒストグラムの総段階数Ｈｉｓｔｔで割った負（−）の結果にヒストグラムの平均値Ｍを掛け算し、この値に再びバックライト加重値ＢＬＷを加算することでバックライト利得値ｎＢＬＷを生成する。
【０１２０】
【数２】
0004541325.tif 000003
【０１２１】
これによって、バックライト利得制御部１５５は、図１５に示すように、設定されたバックライト加重値ＢＬＷとヒストグラムの平均値Ｍとの間の傾きを有するバックライト利得グラフＡにおいて、ヒストグラムの総段階数Ｈｉｓｔｔに対応する地点をバックライト利得値ｎＢＬＷとして生成する。
【０１２２】
したがって、バックライト利得制御部１５５は、動的なバックライト利得値ｎＢＬＷを生成してバックライトによる映像の利得を制限することで、暗い映像の明るさをそのまま維持する反面、明るい映像ではバックライトの利得を制限して映像の飽和を防止する。
【０１２３】
頻度数生成部１５４は、ヒストグラムの平均値Ｍに基づいて各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉによってヒストグラムの平均値Ｍより小さい第１領域の累積ヒストグラム数ＬＨ、ヒストグラムの平均値Ｍより大きい第２領域の累積ヒストグラム数ＨＨ及び各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉを生成する。
【０１２４】
段階別加重値設定部１５６は、ヒストグラムの平均値Ｍ、各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉ及び第１領域の累積ヒストグラム数ＬＨを用いて、上述した数式５のように第１領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊを生成する。
【０１２５】
また、段階別加重値設定部１５６は、ヒストグラムの平均値Ｍ、各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉ、第１及び第２領域の累積ヒストグラム数ＬＨ，ＨＨ、隣接したヒストグラム段階Ｈｓｉｚｅ及びバックライト利得値ｎＢＬＷを用いて、下記の数式２０のように、第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ２_ｋと、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを設定する。
【０１２６】
［数式２０］
Ｓｃｏｅ２_ｋ＝（Ｈｓｉｚｅ−Ｍ）×（Ｈｉｓｔｃ_ｉ／ＨＨ）
Ｈｃｏｅ_ｋ＝（Ｈｓｉｚｅ−ｎＢＬＷ×Ｍ）／（Ｈｓｉｚｅ−Ｍ）
【０１２７】
数式２０において、ｊは、第１段階からヒストグラムの平均値に対応する第Ｍ段階を示し、ｋは、第Ｍ段階から第３２段階を示す。
【０１２８】
最小傾き設定部１５７は、上述した数式１４及び数式１５のように、平均値Ｍが中間値Ｈｉｓｔｍより小さい下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎと、中間値Ｈｉｃｔｍより大きい上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎを設定して段階別傾き設定部１５８に供給する。最小傾き設定部１５７に対する詳細な説明は、上述した本発明の第２実施形態に対する説明と同一であるので省略する。
【０１２９】
段階別傾き設定部１５８は、最小傾き設定部１５７から入力される下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎ、バックライト加重値ＢＬＷ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋ、第１及び第２段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ，Ｓｃｏｅ２_ｋを用いて各段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【０１３０】
具体的に、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式２１のように、下位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ、バックライト利得値ｎＢＬＷ、第１領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊを用いて、平均値Ｍより小さい第１領域の各段階別傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１３１】
［数式２１］
Ｓｌｏｐｅ_ｊ＝ｎＢＬＷ×｛Ｓｃｏｅ１_ｊ×（１−Ｓｌｍｉｎ）＋Ｓｌｍｉｎ｝
【０１３２】
また、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式２２のように、バックライト利得値ｎＢＬＷによって平均値Ｍの傾きＳｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１３３】
［数式２２］
Ｓｌｏｐｅ_Ｍ＝ｎＢＬＷ
【０１３４】
そして、段階別傾き設定部１５８は、上述した数式１８のように、上位領域の最小傾き値Ｓｈｍｉｎ、第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ２_ｋ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを用いて、平均値Ｍより大きい第２領域の各段階別傾きＳｌｏｐｅ_Ｍ＋１〜Ｓｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【０１３５】
この段階別傾き設定部１５８は、第１〜第３２段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_３２を設定してヒストグラム変調部５８に供給する。
【０１３６】
一方、段階別傾き設定部１５８は、最小傾き設定部１５７から入力される下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎの代わりに、外部から設定された最小傾き値Ｓｍｉｎを用いることもできる。
【０１３７】
このために、段階別傾き設定部１５８は、最小傾き値Ｓｍｉｎ、バックライト利得値ｎＢＬＷ、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋ、第１及び第２段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ，Ｓｃｏｅ２_ｋを用いて各段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定することもできる。このとき、最小傾き値Ｓｍｉｎは、ヒストグラムの平滑時、明暗対比の極限強調によって元の映像が歪曲されることを制限するために、０〜１の常数に設定される。
【０１３８】
具体的に、段階別傾き設定部１５８は、下記の数式２３のように、最小傾き値Ｓｍｉｎ、バックライト利得値ｎＢＬＷ、第１領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊを用いて、平均値Ｍより小さい第１領域の段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１３９】
［数式２３］
Ｓｌｏｐｅ_ｊ＝ｎＢＬＷ×｛Ｓｃｏｅ１_ｊ×（１−Ｓｍｉｎ）＋Ｓｍｉｎ｝
【０１４０】
また、段階別傾き設定部１５８は、上述した数式２２のように、バックライト利得値ｎＢＬＷによって平均値Ｍを有するヒストグラム段階の傾きＳｌｏｐｅ_Ｍを設定する。
【０１４１】
そして、段階別傾き設定部１５８は、上述した数式９のように、最小傾き値Ｓｍｉｎ、第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ２_ｋ及び第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを用いて、平均値Ｍより大きい第２領域の段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_Ｍ＋１〜Ｓｌｏｐｅ_ｉを設定する。
【０１４２】
この段階別傾き設定部１５８は、第１〜第３２段階のヒストグラム傾きＳｌｏｐｅ_１〜Ｓｌｏｐｅ_３２を設定してヒストグラム変調部５８に供給する。
【０１４３】
このような本発明の第３実施形態のヒストグラム分析部５６を含むデータ変調手段７０は、暗い映像の明るさをそのまま維持する反面、明るい映像におけるバックライトの利得を制限して映像の飽和を防止する。
【０１４４】
以下、本発明の第３実施形態のヒストグラム分析部５６を含むデータ変調手段７０を用いた明るい映像の変調過程を説明する。
【０１４５】
まず、図１６Ａに示した数式１〜３によって、明るい映像のデータを輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ，Ｖに分離する。
【０１４６】
次いで、分離された輝度成分Ｙを、図１６Ｂに示すように、３２段階に分けて段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉを抽出し、３２段階に抽出されたヒストグラムＨｉｓｔ_ｉの平均値Ｍを求める。
【０１４７】
また、数式１９によって入力されるバックライト加重値ＢＬＷ、ヒストグラムの総段階数及びヒストグラムの平均値Ｍを用いて、バックライトの利得によって映像が飽和することを制限するためのバックライト利得値ｎＢＬＷを求める。
【０１４８】
ヒストグラムの平均値Ｍに基づいて、各段階別ヒストグラムＨｉｓｔ_ｉによってヒストグラムの平均値Ｍより小さい第１領域の累積ヒストグラム数ＬＨと、ヒストグラムの平均値Ｍより大きい第２領域の累積ヒストグラム数ＨＨ及び各段階別ヒストグラム数Ｈｉｓｔｃ_ｉを生成し、これらを用いて、数式５及び２０によって第１及び第２領域の段階別加重値Ｓｃｏｅ１_ｊ，Ｓｃｏｅ２_ｋと、第２領域の段階別明るさ加重値Ｈｃｏｅ_ｋを設定する。
【０１４９】
そして、数式１４、１５、１８、２１及び２２を通して、３２段階のヒストグラムの中間値（中間段階）に基づいて平均値Ｍによって下位及び上位領域の最小傾き値Ｓｌｍｉｎ，Ｓｈｍｉｎを制限して段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定する。ここで、数式９、２２及び２３を通して、３２段階のヒストグラムの中間値（中間段階）に基づいて平均値Ｍによって最小傾き値Ｓｍｉｎを制限して段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを設定できる。
【０１５０】
次いで、設定された段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉを用いて、図１６Ｃに示すように、バックライト利得値ｎＢＬＷによって段階別ヒストグラムの傾きＳｌｏｐｅ_ｉが制限され、輝度成分Ｙの明暗対比が拡張されるように変調し、各段階別変調輝度成分ＹＭ_ｉを生成する。
【０１５１】
したがって、データ変調手段７０は、図１６Ｄに示すように、明るい映像で高い階調部分の明るさが過度に飽和することを防止することで、図１６Ｅに示すように、全体的な輝度の明暗対比を明確にし、鮮明な映像に変調する。図１６Ｄにおいて、Ｘ軸は入力階調を示し、Ｙ軸は出力階調を示す。
【０１５２】
一方、データ変調手段７０は、図１７Ａに示したように暗い映像である場合、図１７Ｂ〜図１７Ｄのような上述した変調過程を通して入力映像の輝度成分Ｙを変調することで、図１７Ｅに示すように全体的な輝度の明暗対比を明確にする。図１７Ｄにおいて、Ｘ軸は入力階調を示し、Ｙ軸は出力階調を示す。
【０１５３】
このように、本発明の第３実施形態に係るヒストグラム分析部５６を含む本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法は、第１データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの輝度成分Ｙから抽出されたヒストグラム及びバックライト加重値ＢＬＷを用いて動的なバックライト利得値ｎＢＬＷを生成し、動的なバックライト利得値ｎＢＬＷを用いてヒストグラムの各段階別傾きを設定して第２データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを生成する。
【０１５４】
したがって、本発明は、明るい映像でバックライト利得増加によるデータ飽和を制限することで、全体的な輝度の明暗対比を明確にして鮮明な映像を表示できる。
【０１５５】
図１８は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置を示したブロック図で、図１９は、図１８の画質改善部を示したブロック図である。
【０１５６】
図１８及び図１９に示すように、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、液晶パネル２２、データドライバー２４、ゲートドライバー２６、画質改善部８０、タイミングコントローラ３０、バックライト８４及びインバータ８２を備えている。
【０１５７】
また、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、システム４０、ガンマ電圧供給部２８、電源供給部３２及びＤＣ／ＤＣ変換部３４をさらに備えている。
【０１５８】
このような本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置は、画質改善部８０、インバータ８２及びバックライト８４を除けば、図２に示した本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置と同じ構成を有するので、画質改善部８０、インバータ８２及びバックライト８４を除いた他の構成に対する説明は省略する。
【０１５９】
本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置における画質改善部８０は、図１９に示すように、データ変調手段７０、バックライト制御手段９２及び制御部６８を備えている。
【０１６０】
この画質改善部８０は、バックライト制御手段９２を除けば、図３に示した画質改善部４２と同じ構成を有するので、バックライト制御手段９２を除いた他の構成に対する説明は省略する。
【０１６１】
バックライト制御手段９２は、上述した本発明の第１乃至第３実施形態に係るヒストグラム分析部からの平均値Ｍに対応する複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘを生成し、この生成された複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘをインバータ８２に供給する。
【０１６２】
このために、本発明のバックライト制御手段９２は、バックライト制御部９４及びデジタル／アナログ変換部(ＤＣ／ＡＣ変換部)９６を備えている。
【０１６３】
バックライト制御部９４は、平均値Ｍに対応する複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘを生成する。このとき、バックライト制御部９４は、平均値Ｍが高い輝度を有する場合、高い輝度の光が発生するように複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘを生成し、平均値Ｍが低い輝度を有する場合、低い輝度の光が発生するように複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘを生成する。
【０１６４】
ＤＣ／ＡＣ変換部９６は、複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘをアナログ変換してインバータ８２に供給する。
【０１６５】
一方、インバータ８２は、複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘに対応する複数のランプ駆動電源をバックライト８４に供給する。
【０１６６】
バックライト８４には、複数のランプ９１〜９ｘを含む直下型方式が選択される。ここで、複数のランプ９１〜９ｘは、液晶パネル２２の背面に設置され、インバータ８２から供給される複数のランプ駆動電源に対応する光を発生して液晶パネル２２に照射する。
【０１６７】
一方、複数のランプ９１〜９ｘは、液晶パネル２２の背面に対向するようにｘ個の区域に配置される。これによって、液晶パネル２２は、複数のランプ９１〜９ｘから光の照射を受けたｘ個の区域に分けられる。
【０１６８】
実際に、バックライト制御部９４は、液晶パネル２２のｘ個の区域に供給されるデータに対応して複数の明るさ制御信号Ｄｉｍ１〜Ｄｉｍｘを生成する。
【０１６９】
したがって、バックライト８４は、平均値Ｍによってインバータ８２から供給される複数のランプ駆動電源に対応するように複数のランプ９１〜９ｘをそれぞれ駆動し、液晶パネル２２のｘ個の区域にそれぞれ光を照射する。
【０１７０】
このような本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置及び駆動方法は、明るい輝度は一層明るく、暗い輝度は一層暗くするとともに、一フレームの画面の明るさによってバックライト８４の明るさを調節して生動動のある力動的な画像を表示でき、表示される映像の輝度を選択的に強調できる。
【０１７１】
以上説明した本発明は、上述した実施形態及び図面に限定されるものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない範囲で、多様な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】従来の液晶表示装置の駆動装置を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置を示したブロック図である。
【図３】図２の画質改善部を示したブロック図である。
【図４】図３に示した本発明の第１実施形態に係るヒストグラム分析部を示したブロック図である。
【図５】図４のヒストグラム生成部で生成された段階別ヒストグラムを示した図である。
【図６】図４のヒストグラム変調部で変調された段階別ヒストグラムを示した図である。
【図７】図４のヒストグラム変調部によって変調された変調輝度成分を示した図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るヒストグラム分析部による映像と従来の映像とを対比して示した図である。
【図９】図３に示した本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部を示したブロック図である。
【図１０】図９のヒストグラム生成部で生成された段階別ヒストグラムを示した図である。
【図１１】図９のヒストグラム変調部で変調された段階別ヒストグラムを示した図である。
【図１２】図９のヒストグラム変調部によって変調された変調輝度成分を示した図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るヒストグラム分析部による映像と従来の映像とを対比して示した図である。
【図１４】図３に示した本発明の第３実施形態に係るヒストグラム分析部を示したブロック図である。
【図１５】図１４のバックライト利得制御部で生成される動的なバックライト利得値を示した図である。
【図１６Ａ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による明るい映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１６Ｂ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による明るい映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１６Ｃ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による明るい映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１６Ｄ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による明るい映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１６Ｅ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による明るい映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１７Ａ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による暗い映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１７Ｂ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による暗い映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１７Ｃ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による暗い映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１７Ｄ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による暗い映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１７Ｅ】図１４のヒストグラム分析部を含むデータ変調手段による暗い映像のデータ変調を段階的に示した図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動装置を示したブロック図である。
【図１９】図１８の画質改善部を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１７３】
２２  液晶パネル
２４  データドライバー
２６  ゲートドライバー
２８  ガンマ電圧供給部
３０  タイミングコントローラ
３２  電源供給部
３４  ＤＣ／ＤＣ変換部
３６  インバータ
３８  バックライト
４０  システム
４２  画質改善部
【図１】
0004541325.tif 000004
【図２】
0004541325.tif 000005
【図３】
0004541325.tif 000006
【図４】
0004541325.tif 000007
【図５】
0004541325.tif 000008
【図６】
0004541325.tif 000009
【図７】
0004541325.tif 000010
【図９】
0004541325.tif 000011
【図１０】
0004541325.tif 000012
【図１１】
0004541325.tif 000013
【図１２】
0004541325.tif 000014
【図１４】
0004541325.tif 000015
【図１５】
0004541325.tif 000016
【図１６Ｂ】
0004541325.tif 000017
【図１６Ｃ】
0004541325.tif 000018
【図１６Ｄ】
0004541325.tif 000019
【図１７Ｂ】
0004541325.tif 000020
【図１７Ｃ】
0004541325.tif 000021
【図１７Ｄ】
0004541325.tif 000022
【図１８】
0004541325.tif 000023
【図１９】
0004541325.tif 000024
【図８】
0004541325.tif 000025
【図１３】
0004541325.tif 000026
【図１６Ａ】
0004541325.tif 000027
【図１６Ｅ】
0004541325.tif 000028
【図１７Ａ】
0004541325.tif 000029
【図１７Ｅ】
0004541325.tif 000030